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marzo 20, 2023

La Terra ha davvero un battito?

Che tu ci creda o no, la risposta è sì. Ogni 26 secondi si verificano piccoli tremori all'interno della Terra, come un impulso o un battito cardiaco. "È straordinario che questi tremori si verifichino in modo così regolare e lo abbiano fatto per così tanti decenni", afferma il geologo Lars Eivind Augland.


Il geologo Lars Eivind Augland​
Il geologo Lars Eivind Augland​

Il battito

Il battito della Terra è un tema centrale nella campagna sull'ambizione di Yara di sviluppare un futuro agroalimentare benefico per la natura. Per conoscere la valenza scientifica del battito, Yara ha parlato con Lars Eivind Augland, professore associato presso il Dipartimento di Geoscienze dell'Università di Oslo. Augland lavora con la geocronologia e studia i tempi di vari eventi nel corso delle ere geologiche, che vanno da come si sono formati i continenti della Terra a come il clima è cambiato nel tempo.

Augland trova affascinante ed eccitante il fenomeno di un impulso di 26 secondi.

​– "Sì, puoi chiamarlo una specie di impulso. La crosta terrestre ha tremori regolari. Sono così piccoli che non rappresentano una minaccia come i veri terremoti."

Augland spiega che ogni 26 secondi l'impulso dalla Terra viene catturato dalle stazioni sismiche di tutto il mondo. I segnali sono più evidenti in Africa occidentale, Nord America ed Europa. Il battito è uno dei pochi segnali generati regolarmente, in modo chiaro e preciso. Non è chiaro quale possa essere la causa, ma ci sono varie possibili spiegazioni, tra cui onde oceaniche, vulcani, accumulo di pressione e rilascio all'interno di fessure piene d'acqua negli strati sedimentari sotto il fondo marino.

​– "In origine, i micro-terremoti, o l'impulso rilevato a intervalli di 26 secondi, erano spiegati dall'attività delle onde nel Golfo di Guinea nell'Africa occidentale. Speciali condizioni di profondità, la geometria del fondo oceanico e della costa sono state indicate come possibili cause. A causa del modo in cui le onde colpiscono e creano una risonanza sul fondo del mare, potrebbero a loro volta propagarsi come onde sismiche nella crosta terrestre", afferma Augland.

Continua a spiegare che l'attività vulcanica è stata citata come un'altra possibile spiegazione, ma non sono state trovate tracce di vulcani attivi nel mare della zona.

​– "Una terza spiegazione può essere trovata nell'ultimo studio pubblicato sulla rinomata rivista Earth and Planetary Science Letters, in cui si afferma che il fluido che scorre attraverso le reti di fessure frattali nei sedimenti sotto il fondo marino è la causa dei tremori", afferma Augland.

La regolarità del polso può essere dovuta a condizioni particolari sul fondale del Golfo di Guinea, costituito da strati di sedimenti ricchi di acqua e sotto pressione. A causa del carico di sedimenti dal fiume Niger, la pressione dell'acqua aumenta nel fondale sottostante. Le differenze di pressione portano a flussi d'acqua nelle fessure del fondo marino, come in una pompa idraulica, dove la pressione aumenta fino a un certo punto prima di essere rilasciata come innesco. La regolarità dell'accumulo e del rilascio della pressione è ciò che produce tremori che possono essere registrati come pulsazioni sui sismometri a livello globale. La differenza di pressione può essere amplificata dall'attività delle onde sul Golfo di Guinea.

​– "In questo senso, il nuovo studio unisce le precedenti spiegazioni per l'attività delle onde e i movimenti nella parte superiore della crosta terrestre", afferma Augland.

Augland sottolinea che nessuna delle tre spiegazioni è stata testata abbastanza bene. Ciò richiederebbe indagini subacquee approfondite nelle aree interessate del Golfo di Guinea, nonché misurazioni per identificare l'esatta fonte dei terremoti.

Scoperto negli anni '60

Il fatto che la Terra abbia un battito ogni 26 secondi è stato scoperto all'inizio degli anni '60. L'impulso è stato registrato per la prima volta dal sismologo americano Jack Oliver che, tra le altre cose, ha svolto un lavoro importante nello sviluppo della teoria della tettonica a placche e ha lavorato alla registrazione delle esplosioni di bombe atomiche utilizzando le onde sismiche. Da allora, gli scienziati hanno raccolto dati sufficienti per determinare che i tremori regolari sono persistiti oltre la prima registrazione e formano una sorta di pulsazione ritmica.

​– "È straordinario che questi tremori si verifichino in modo così regolare e lo abbiano fatto per così tanti decenni. Questo è ancora un altro fenomeno transitorio in un contesto geologico. Se torniamo indietro di qualche migliaio di anni, il livello del mare era diverso "L'ultima era glaciale, che si è conclusa circa 10.000 anni fa, ha portato a grandi cambiamenti nel livello del mare quando il ghiaccio sulla terraferma si è sciolto. Tali cambiamenti nel livello del mare probabilmente hanno un ruolo", spiega Augland.

Molti "battiti"

Secondo Augland, la Terra ha molte pulsazioni. Una è questo breve impulso che si verifica ogni 26 secondi, mentre altri che si verificano sono quelli controllati dai parametri astronomici e dalla radiazione solare.

​– "Dobbiamo osservare le variazioni dell'orbita terrestre attorno al Sole e l'inclinazione dell'asse terrestre, definendo i cosiddetti cicli di Milankovitch. Questi impulsi con diverse periodicità prevedibili comprese tra circa 10.000 e 400.000 anni vengono utilizzati attivamente per studiare il clima. Altri impulsi che sono stati proposti, ma attualmente sono più speculativi, sono legati allo scambio di calore tra il mantello profondo della Terra e la sua crosta, che potrebbe dare origine a supervulcani, formazione di continenti e cicli tettonici a placche che influenzano il clima assorbendo o rilasciando CO2 nell'atmosfera. Questi cicli hanno pulsazioni da decine a centinaia di milioni di anni", spiega Augland.

​– "Quando ho letto per la prima volta del fenomeno [impulso di 26 secondi], ha immediatamente suscitato il mio interesse perché sto lavorando per capire alcuni di questi altri cicli per dire qualcosa sulla storia della Terra. Ovviamente, è eccitante che abbiamo dei processi regolari e prevedibili a livello locale che possono essere percepiti a livello globale. Questo impulso potrebbe non dire nulla sui principali processi sulla Terra e sulle condizioni per la vita, ma è senza dubbio interessante perché mostra come il mondo è connesso. E poi c'è qualcosa di misterioso quando scopri fenomeni che non sono così facili da spiegare, e su cui hai lavorato per oltre 50 anni senza sapere con certezza da cosa provengano.”

 

Fonti

Chen, Y., Xie, J. and Ni, S., 2022. Generation mechanism of the 26 s and 28 s tremors in the Gulf of Guinea from statistical analysis of magnitudes and event intervals. Earth and Planetary Science Letters, 578, p.117334.

Lantink, M.L., Davies, J.H., Ovtcharova, M. and Hilgen, F.J., 2022. Milankovitch cycles in banded iron formations constrain the Earth–Moon system 2.46 billion years ago. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(40), p.e2117146119.

Meyers, S.R. and Malinverno, A., 2018. Proterozoic Milankovitch cycles and the history of the solar system. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(25), pp.6363-6368.

Michael R.Rampino, KenCaldeira & Yuhong Zhuc, 2021: «A pulse of the Earth: A 27.5-Myr underlying cycle in coordinated geological events over the last 260 Myr», Geoscience Frontiers.

Müller, R.D. and Dutkiewicz, A., 2018. Oceanic crustal carbon cycle drives 26-million-year atmospheric carbon dioxide periodicities. Science advances, 4(2), p.eaaq0500.

Oliver, J., 1963. Additional evidence relating to “a worldwide storm of microseisms with periods of about 27 seconds”. Bulletin of the Seismological Society of America, 53(3), pp.681-685.

Shapiro, N.M., Ritzwoller, M.H. and Bensen, G.D., 2006. Source location of the 26 sec microseism from cross‐correlations of ambient seismic noise. Geophysical research letters, 33(18).

Wu, Y., Fang, X., Jiang, L., Song, B., Han, B., Li, M. and Ji, J., 2022. Very long-term periodicity of episodic zircon production and Earth system evolution. Earth-Science Reviews, p.104164.